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科技前沿

生物技术适合在类似火星的条件下生长蓝细菌的新方法

2021-02-21 10:31:49科技前沿
NASA与其他领先的太空机构合作,旨在在2030年代初将其人类首次飞行任务送往火星,而像SpaceX之类的公司甚至可能更早这样做。火星上的宇航员将需要氧气,水,食物和其他消耗品。这些将需要从火星获得,因为从长远来看,从地球上进口它们是不切实际的。在《微生物学前沿》中,科学家首次表明,只有低压,局部气体,水和其他营养物才能使鱼腥藻蓝藻得以生长。这使开发可持续的生物生命支持系统变得容易得多。“这里表明,蓝细菌可以使用火星大气中总压力低的气体作为碳和氮的来源。在这种条件下,蓝细菌保持了在仅含火星状粉

NASA与其他领先的太空机构合作,旨在在2030年代初将其人类首次飞行任务送往火星,而像SpaceX之类的公司甚至可能更早这样做。火星上的宇航员将需要氧气,水,食物和其他消耗品。这些将需要从火星获得,因为从长远来看,从地球上进口它们是不切实际的。在《微生物学前沿》中,科学家首次表明,只有低压,局部气体,水和其他营养物才能使鱼腥藻蓝藻得以生长。这使开发可持续的生物生命支持系统变得容易得多。

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“这里表明,蓝细菌可以使用火星大气中总压力低的气体作为碳和氮的来源。在这种条件下,蓝细菌保持了在仅含火星状粉尘的水中生长的能力,并且仍然可以被用于喂养其他微生物。这可能有助于使对火星的长期任务具有可持续性。”主要作者,应用空间技术和微重力中心(ZARM)应用空间微生物学实验室负责人的天体生物学家Cyprien Verseux博士说。德国不来梅大学。

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低压气氛

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长期以来,蓝藻一直被认为是在太空任务中推动生物生命支持的候选对象,因为所有物种都通过光合作用产生氧气,而有些物种可以将大气中的氮固定为养分。一个困难是它们不能直接在火星大气中生长,在火星大气中总压力小于地球压力的1%(6至11 hPa,对于液态水的存在来说太低了),而氮气的分压则为0.2至0.3 hPa-对于他们的新陈代谢而言太低了。但是重建类似地球的大气层将是昂贵的:需要进口气体,而培养系统必须坚固(因此重于货运)以抵抗压力差:“想想压力锅,” Verseux说。因此,研究人员寻求中间立场:接近火星的大气

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为了找到合适的大气条件,Verseux等。开发了一种称为Atmos的生物反应器(用于“与火星结合的有机系统的气氛测试仪”),其中的蓝细菌可以在低压人工环境中生长。任何输入都必须来自红色星球本身:除了氮和二氧化碳,火星大气中丰富的气体以及可以从冰中开采的水之外,养分还应该来自“雷戈石”(regolith),灰尘覆盖着类似地球的行星和卫星。事实表明,火星的re石富含磷,硫和钙等营养物质。

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